Foresight Ventures: RaaS 是什麼?什麼樣的 RaaS 會贏得市場

Foresight Ventures
2023-03-06 11:18:20
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RaaS(Rollup-as-a-Service)的終極形態會是怎樣的?

作者:Yihan Xu,Foresight Ventures

概述

  • 透過本文你可以了解到:
  • RaaS 是什麼;
  • RaaS 技術路徑分析;
  • 市面上 RaaS 項目的分析;
  • RaaS 的價值;
  • 我理解的 RaaS 最終形態…

1. RaaS 是什麼

1.1 Rollup: 最具潛力的擴容方案

Layer 2 出現的初衷是緩解主網擁堵問題,在保證安全性的情況下以更低的成本、更高的 TPS 為 Dapp 提供服務。Rollup 將高成本的 transaction execution 放到 L2 執行,並將交易打包到 L1 進行驗證,同時確保完整的交易內容可以被驗證。在繼承以太坊安全性的前提下,具備更強的綜合性能。因此,Rollup 已經在各種 layer 2 的解決方案中殺出了一條路,無疑是當下最具有潛力的鏈下 scaling 方案。

1.2 Rollup-as-a-service: App-specific chain 的其中一種形態

隨著一些 DApp 的逐漸壯大以及各種新應用的拓展,作為 General purpose scaling 的 Rollup 顯然無法完美地滿足這些項目對用戶體驗和成本結構的追求。龐大的流量和對性能超高的要求 ( 注重玩家互動的 3A 遊戲 ) 使得這些應用需要更加定制化的擴容解決方案。

App-specific chain 對這些 DApp 來說就是當下最好的解決方案之一。

App chain 的概念並不陌生,不同項目可以針對自身應用場景和需求對 blockchain 進行定制化地設計,讓 dapp 可以獨享一條鏈上的資源,並且在保證不與其他生態割裂的基礎上,獲得更低的運營成本和更高的 performance,為用戶帶來更好的使用體驗。

比如基於 Terdermint 共識的 Cosmos 就為 Dapp 提供了低成本搭建一條 L1 主權公鏈的生態環境。同時,基於 IBC 通信協議,不同 app chain 之間也能更輕易地實現資產 / 信息跨鏈。可以參考 Cosmos 官方給出的 IBC packet lifecycle?

拋開生態談擴容是沒有意義的。

App chain 這種解決方案的可行性一定是基於強大的互操作性和生態的支撐。比如 Cosmos 通過生態中的 L1 主權公鏈和 IBC 帶來的跨鏈優勢逐步完善自己的生態體系。

基於以上認知,另一種 app-specific chain 的思路是通過定制化 Rollup 的方式,實現 dapp 對定制化功能、高性能、低成本的追求。一些基於二層網絡的 RaaS 也能讓項目的互動更快捷,對生態布局產生正向影響。

2. RaaS 存在的價值

加密世界多鏈多 Rollup 的格局似乎已經是一個必然的趨勢,RaaS 項目雨後春筍般的湧現也為開拓新的 DApp 形態創造了基礎。但是在這樣的共識下我還是想反方向地問一個現實的問題:

讓任何人都可以快速的 launch 一個 Rollup 確實很有吸引力,但是這件事除了大方向正確並且很酷之外,是否真的為有需求的人創造了足夠大的價值?這個問題可以進一步拆成兩點:

  • 市場上是否有足夠多有需求的項目方存在足夠大的 motivation 去用 RaaS?
  • RaaS 是否為項目方創造了可觀的價值?

這個問題本質上是討論需求和 RaaS 帶來的價值。足夠多的項目方有需求或者 RaaS 能提供有吸引力的提升。

從需求上看,隨著一些 dapp 的不斷壯大,項目方確實迫切地需要去尋求:

  • 更低成本
  • 更高性能
  • 特殊功能

成本

參考 L2fees 給出的數據,L2 Rollup 在成本優化上已經做到極致,相比 Ethereum 主網有非常大的提升。同時再看 Caldera Chains 的 RaaS 測試數據,可以發現成本上並沒有質的改變,更像是 99-100 的優化。同時,EIP4844 和 danksharding 的實現也會讓 L2 Rollup 的成本進一步降低,RaaS 在成本和效率上帶來的差異也會進一步縮小。

可以大幅度降低 transaction fee 的方案是有吸引力的,但大多數 RaaS 並不能做到這一點。綜合考慮遷移,整體生態,互操作性,安全性等多方面成本,項目方真的有足夠的動力去使用 RaaS 嗎?對於大多數常規 dapp 或者對性能和成本不那麼敏感的用戶來說,也許用 general purpose scaling 就足夠了。

性能

L2 Rollup 已經具備提供超高的 TPS 的能力。參考 Caldera 給出的數據,在 block time 上基於 Op 的 RaaS 幾乎沒有帶來優勢。雖然 ZK RaaS 可以提供更定制化的數據存儲和壓縮,但對於這類服務的需求並不多。基於二層網絡的 RaaS 確實可以通過在 L2 settle 交易帶來更快的速度和更低的成本,進而提升用戶體驗。

就像上面提到的,面對不完善的生態和其他遷移 / 開發成本,項目方是否還有足夠的動力去使用 RaaS?

定制化功能

從價值創造上看,一些 RaaS 確實可以提供目前很難實現功能或者在 general purpose scaling 中實現比較低效的設計。舉例來說:

  • 目前 L2 的 ZK 電路設計的第一要素是兼容性,為了服務所有 Dapp,因此電路設計一定程度上犧牲了效率,並沒有針對特定的 Dapps 進行優化。RaaS 的價值可以很明顯的體現出來:對特定的 dapp 定制化地設計 ZK circuit 或者提供更高效的存儲結構和數據壓縮服務,以達到更高的 performance;
  • 對隱私功能的實現。雖然 ZKrollup 對 privacy 友好,但出於去中心化和安全性的考量,用戶的交易數據仍需要在壓縮後通過 calldata 發布到 L1 作為 history log,允許所有用戶驗證。因此,當前 general purpose scaling 的 rollup 並不能實現 privacy。RaaS 能定制化地在 rollup 甚至 rollup of rollup 的基礎上實現隱私功能,為強隱私需求的項目創造價值。

因此,目前 RaaS 發揮的價值:定制化 > 單純成本和效率。( 不排除定制化帶來的成本和效率提升 )

回答一開始的問題:RaaS 是否真的為有需求的人創造了足夠大的價值?

我認為現階段對 RaaS 的需求有限,general purpose scaling 能滿足 90% 以上的需求。雖然在一些細分領域定制化的 rollup 已經開始發揮無法替代的作用,但畢竟不是主流。RaaS 創造的價值有限,需要在考慮生態、互操作性等綜合因素的基礎上進一步探索。

3. 探索 RaaS 的終極形態

從 L2 Rollup 出現開始,關於 RaaS 的探索就一直沒有停止,到現在為止市場上也出現了各種各樣的 Rollup-as-a-service 實現方案。參考 Messari 上的生態布局,可以大致看出不同 RaaS 的實現路徑。那麼最關鍵的問題是:

  • 什麼方案是 make sense 的?
  • 什麼樣的 RaaS 會最終贏得市場?

3.1 OP or ZK?

關於 optimistic 還是 zero knowledge 的討論一直沒有停過,雖然 ZKrollup 理論上擁有更強的 performance、遠快於 optimistic rollup 的 finality time 以及更高的安全性,但 optimistic rollup 具備更好的兼容性和更低的門檻。

在現有的 RaaS 項目中,大多數項目是基於 optimistic rollup 的,我認為主要是以下幾點原因:

  • 生態永遠在第一位。基於 optimistic 的 RaaS 具備更好的兼容性,極大地降低了項目方遷移 / 開發門檻,可以讓更多項目方快速部署,迅速構建更繁榮的生態,占據先發優勢;
  • 門檻更低,不依賴算力支持。基於 optimistic 的 RaaS 同樣通過 fraud proof 驗證交易的有效性,因此在算力上對機器性能和儲備的要求更低。這也是很多 RaaS 無法上手就做 ZK 的限制因素。
  • 更容易規模化。基於 optimistic 的 RaaS 開發門檻更低,不像以追求性能和更為底層的定制化的 ZK RaaS,需要提供者深度參與開發。同時,受限於生成 ZKP 的算力,ZK RaaS 也很難像 optimistic RaaS 一樣大規模部署。

雖然 optimistic rollup 在生態布局上的優勢明顯,但基於 ZK 的 RaaS 也有很明顯的長處。

  • 真正的定制化,帶來更好的 performance 和更低的成本。在 rollup 的定制設計上,基於 ZK 的 RaaS 能在功能和性能上給項目帶來更大的,general purpose scaling 很難實現的價值,可以看作是一種從 0 到 1 的改變。而基於 optimistic 的 RaaS 更多是在成本和效率上做 90-99 的改變。
  • 更高的安全性。ZK 的 RaaS 可以做到 trustless,而基於 op 的服務需要信任 challenger 正常工作,防止 sequencer 作惡。
  • 更好的互操作性和 finality time。基於 OP 的 RaaS 需要進行 7 天的 fraud proof 驗證,而 ZK trustless 的特徵使其具備更快的 finality time,同時,7 天的驗證期使 OP-RaaS 在跨 rollup 的建設上存在挑戰。

總結

從短期看,基於 optimistic 的 RaaS 在生態上的優勢無法撼動,但從長期需求和價值創造的角度出發,我認為基於 ZK 的 RaaS 一定會在未來收穫更大市場。

3.2 Layer 2 or Layer 3?

根據不同 RaaS 的 use case 和實現目標,選擇更合適的實現方案。關於這個問題最大的差異我認為在成本和用戶體驗 ( 互操作性 )。

如果將 L2 作為 settlement layer 並布局 RaaS 作為 L3,可以實現更低的交易成本和更快的跨 rollup 互動,也就帶來了更好的體驗。而基於 ethereum 的 L2 RaaS 雖然很好的繼承的主網的安全性,但在跨鏈成本和速度上都遠不及多層網絡設計。

因此 L3 > L2

* 關於 Layer 3 的介紹可以參考我之前寫的一篇文章???

Foresight Ventures: Layer3 深入解讀

3.3 RaaS or L1 app chain: 生態和成本之間的權衡

Cosmos 和 Polkadot 最早提出了 app-specific chain 的解決方案,和同為 app-specific chain 的 RaaS 誰更適合為 DApp 提供定制化服務?

互操作性

  • 對於 L1 app chain,除了在第一節提到的基於 IBC 通信協議的 Cosmos 生態,應用可以在 Polkadot 上建立 parachain,並基於 XCM 進行跨鏈信息互動。然而由於安全性和成本的考量,在實際應用中我們可以看到大多數項目還是僅僅基於 Terdermint 或者 Substrate 共識引擎進行定制化 L1 app-chain 的開發,而很少用到跨鏈通信的功能。這就導致了這些跨鏈生態之間的相對獨立,一定程度上並不契合我對於 app-chain 的終極形態的設想,不同 app-chain 應該一起構成一個具備強大互操作性的繁榮生態。
  • 對於 starknet 這類基於二層網絡做進一步延展的 RaaS 結構,在互操作性上具備更強的優勢,不同 dapp 維護的 rollup 之間可以進行低成本跨鏈,並且由於可以在二層網絡結算,速度和用戶體驗也會更好。但這一切互操作性的前提都是 RaaS 能構建足夠強大的生態。

安全性

取決於 RaaS 的設計,DA 基於 ethereum 的 RaaS 大多繼承了以太坊 L1 等同的安全性,高於 L1 app chain 的安全性和去中心化程度。而基於 DA layer 或者 side chain 的 RaaS,安全性由這些二層網絡保證。

成本

對於 L1 app chain,交易成本收斂到 dapp 項目方本身的 native token,可以做到極低的運營成本;

對於 RaaS,L2 RaaS 由於需要和 ethereum 主網直接進行數據交互,成本相對較高,而基於 polygon, starknet 的 L3 RaaS 由於可以在 L2 settle,成本相對更低。

4. RaaS 項目分析: 誰會贏得市場

目前正在開發或者已經部署的 RaaS 項目非常多,包括但不局限於 StarkNet L3, Opside, Caldera, Celestia, Dymension, Sovereign, Stackr, Eclipse, Altlayer, Saga…

下面挑了一些比較有代表性的進行分析。

4.1 ZK 系列

包括但不局限於 Sovereign Labs、Fractal、StarkNet、Opside、ZKsync

4.1.1 StarkWare: 基於 ZKRollup 的定制化 L3

參考這張老圖,StarkWare 團隊在文章 "Fractal Scaling: From L2 to L3" 中最先提出了以太坊多層網絡的設計。但多層網絡的提出絕不是單純做進一步擴容,更多是在 L2 general purpose scaling 的基礎上通過疊加定制化 Rollup 的方式允許項目方掌控更多鏈上資源,提供 L2 rollup 無法達到的用戶體驗。

雖然從計算角度看,可以對一堆 ZKP 生成一個 ZKP 來證明有效性,但數據沒法壓縮後繼續壓縮。由於需要保證數據可用性,允許任何人驗證 proof 的有效性,rollup 需要將完整或壓縮後的交易內容發送到 L1。

因此,StarkWare 的 app-specific chain 應用場景一定是追求高性能或者特定 feature 的。

  • 高性能:對性能要求高的遊戲可以獨享 ZK 電路資源以提供更好的用戶體驗;
  • 隱私:對於一些有隱私需求的項目,定制化地在 rollup 甚至 rollup of rollup 的基礎上實現隱私功能;
  • 兼容性擴容:提供 EVM 兼容的環境,甚至兼容更多編程語言,為生態本身提供正向價值;
  • 低成本:在犧牲一定去中心化和安全性的前提下,通過 Validium 極大地降低運營成本。

StarkNet 基於 Validium 的 L3 方案理論上是能直觀降低成本的,同時互操作性也得到了保證。

但從定制化的角度看,可以進一步推斷這種基於 ZKrollup 的 app-specific chain 在提供可觀的性能提升的同時,也拉高了項目方開發成本和參與門檻。因此,RaaS 的提供者需要深度介入開發,在商業化過程中的擴展速度和規模有局限。

4.1.2 Opside: 為 app-specific chain 設計的另一種三層網絡結構

參考下圖,相比 StarkWare, ZKsync 基於 L2 rollup 的 app-specific L3 的設計,Opside 提出了⼀種專為 high TPS 應用而設計的三層網絡。基於 PoS+PoW 的共識設計了一個側鏈作為 L2,並將 app-specific chain 作為 L3 接入側鏈。

Opside 通過開發的 ZK-bridge 進行數據交互,並且與傳統側鏈的不同在於,合法性的證明通過 zkp 完成,而不是多簽,所以有著更高的安全性。同時,Opside 通過 native rollup 將 app-specific rollup 集成進 L2 sidechain 的共識中,即從共識角度激勵第三方維護 L2 側鏈上的 rollup。

互操作性對 RaaS 至關重要,Opside 中的 native rollup 之間共享一個 world state tree 和 global message queue。因此,app-specific rollup 之間的資產、信息交互會非常高效且成本更低,跨鏈資產交互只需要在一個 L3 rollup 的合約中直接調用目標 rollup 的 contract method。但是兼容性和生態的發展對於基於 ZK 的 rollup 仍是一個挑戰。

ZK 所帶來的 trustless 和更快 finality time 的 tradeoff 是 RaaS 的商業化規模受限於算力,需要硬件的支持來生成 ZKP,這也是大多數 RaaS 不做 ZK 的原因之一。另外,側鏈作為 L2 的設計在安全性上對 RaaS 的提供者也是一個挑戰。

4.2 Optimistic 系列

包括但不局限於 Caldera、Eclipse

4.2.1 Caldera: 基於 Op stack 將用戶體驗優化最大化

Caldera 是一個基於 Op stack 的 RaaS,為項目方提供高通量、低延遲、定制化功能的 L2 rollup。目前 testnet 允許任何人在很短的時間內創建一個 L2 rollup,用戶體驗很絲滑,可以去體驗一下: https://dashboard.caldera.xyz/

基於 Op stack 的設計讓 Caldera 在兼容性上獲得了很大的優勢,fully EVM compatibility 加上團隊在用戶體驗上的優化,極大地降低了遷移 / 開發門檻。同時,Caldera 的 RaaS 在算力方面不受限於底層硬件的支持,因此綜合來看能讓更多項目方快速部署,構建更繁榮的生態。

參考 Caldera 官方文檔的結構圖,Caldera Chains 不僅可以在 Ethereum 上 launch L2 rollup-as-a-service,也可以在任何 EVM-compatible 的 L1 上提供服務,通過向 L1 發送 fraud proof 確保交易有效性。在數據可用層上,Caldera 同樣做了創新,將 Data Availability Layer 與 Settlement Layer 解耦,定制化的 rollup 可以將交易內容發送到 Ethereum,或者專門的 DA 層,比如 Eigenlayer 或者 Celestia。這樣的設計更大程度上優化了 Caldera 的可擴展性和交易成本。

Caldera 生態的互操作性由內部的跨鏈橋實現,通過在相應的 L1 和 app-specific rollup 上部署合約實現資產和數據的跨鏈,同時,Caldera 也提供 high-level javascript SDK 幫助開發者在定制化的 rollup 中更高效地加入跨鏈功能。

雖然 Caldera 在互操作性和跨鏈橋上做了很多,optimistic rollup 需要 7 天 fraud-proof time,因此構建 rollup 之間的互操作性是一個挑戰。同時,基於 optimistic 的 RaaS 不能做到 trustless,要信任至少有一個 challenger 存在來防止 sequencer 作惡。

另外,在定制化上,Caldera 這類基於 Optimistic 的 RaaS 更多的是在低成本和高 TPS 上發力,而很難做到像基於 ZK 的 RaaS 那樣,在功能和性能上給項目發帶來更大的價值。可以看到現在的 general purpose scaling rollup 已經能做到非常可觀的 block time、TPS 和 transaction cost,並且看數據和 raas 相差並不大,可以說已經完成了 0-1 的提升,那麼基於 Op 的 RaaS 所帶來的成本和通量的提升是不是當前市場所需要的還需要打個問號。

4.3 Modular blockchain

包括但不局限於 Celestia、Dymension

4.3.1 Celestia: 以 DA 層為基礎構建模塊化區塊鏈

Celestia 本質上是一個 data availability layer。基於 Tendermint 共識的 DA 層構建了一套可擴展性較強的區塊鏈層級架構。通過 rollmint( 一種 application blockchain Interface implementation),dapp 可以搭建自己的 rollup 並部署到 Celestia,數據在 DA layer 存儲,而 state root 和 proof 上傳到 L1 進行驗證。Celestia 通過 data availability sampling(DAS) 對 DA layer 進行優化,網絡中的每個 light node 只需要抽樣並下載一小部分區塊數據,因此 節點數量越多,每個區塊中所能包含的 transaction 數量越多,達到 scale DA layer 的目的。

這就很容易聯想到熟悉的 Validiums: 一種通過 ZK 算法對計算結果進行驗證,數據不上傳 L1,而是依賴於 validators 托管的擴容方案。由於數據存在鏈下而非直接發布到 Layer1, Validium 降低了 gas 成本。但是從去中心化和安全性的角度看,Data Availability 依賴於第三方委員會,因此 Validiums 使用並不廣泛。

從實現方式上看,整個生態體系中的 dapp 相當於在搭建自己的 validium,並維護 sequencer 和 prover,由 Celestia 提供統一的數據存儲空間。和 Validiums 類似,這樣的實現方式降低了 dapp 的運營成本,但同時一定程度上犧牲了去中心化程度和安全性。相比其他繼承 Etheruem 安全性的解決方案,Celestia 上 dapp 鏈的安全性依賴於節點和 DA layer。

另外,Celestia 目前並不支持 fraud proof,因此節點需要基於悲觀假設重新執行所有交易以確保有效性。同時,rollmint 也只支持 single sequencer,因此在效率和去中心化程度上都有很大的改善空間。

但作為一個 DA 層,Celestia 的想象空間絕不止於此,比如基於 optimisitc 的 RaaS 解決方案 Eclipse 就將 Celestia 作為共識和 DA 層。

5. 總結和展望

RaaS 能直觀的帶來成本和性能的提升,但從 performance 推斷這些優化並不具備很強的吸引力;更大的價值還需要和定制化功能綁定。目前市場需求有限,但未來 crypto 的發展,更大的流量會導致 dapp 對低成本和高性能的追求線性增長,定制化的 rollup 服務顯然是一個可取的解決方案。

回答最開始提出的問題,我理解的 RaaS 的最終形態是什麼?什麼樣的 RaaS 會收割市場?

從產品本身看

基於 OP 的 RaaS 的優勢在於快速搭建生態,形成壁壘,但是單純從成本和效率上帶來的小幅提升並不足以吸引項目方,因此沒有長期價值。而基於 ZK 的 RaaS 能在定制化功能上解決痛點,但需求依然不是主流。

多層網絡結構的設計使 L3 的 RaaS 獲得更低的成本和更強的互操作性。而強大的互操作性是構建一個生態繁榮的 RaaS 的基礎,因此,基於 ZK 的多層網絡設計可以將定制化和低成本的優勢疊加,可以看到更長期的價值。

我認為長期看基於 ZK 的多層網絡 RaaS 會成為市場最終的選擇。

市場和需求

具備足夠可擴展性的 RaaS 可以在保證 performance 的前提下滿足所有項目方的定制化 rollup 的需求。同時,RaaS 真正崛起又重度依賴生態的建設。因此,多個 RaaS 共存的格局顯然是不 make sense 的。

我認為終局一定是一個或者少數 RaaS 占據整個市場。

6. 參考文獻

https://ethresear.ch/t/rollup-as-a-service-opportunities-and-challenges/13051

https://ibcprotocol.org/

https://messari.io/report/the-rollups-as-a-service-ecosystem

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